Способ разработки магниевых аккумуляторов сформулировали ученые Мэриленда

Принцип проектирования электролитов для изготовления аккумуляторных батарей из двухвалентных металлов разработали исследователи из университета Мэриленда, 8 октября сообщает журнал Science.

Атомы двухвалентных металлов могут соединяться с двойными атомами водорода. Одними из наиболее подходящих для использования в аккумуляторах являются кальций и магний — два металла, которые гораздо более распространены и легкодоступны, чем литий.

Поэтому исследователи искали способ использовать их в перезаряжаемых батареях. Отсутствие электролита, который не образует слоев на аноде для этих металлов, не позволяет до сих пор их широко использовать. Низкие рабочие напряжения и меньшая, чем требуется, производительность циклирования, а также проблемы с миграцией металла в катод — основные недостатки этой схемы.

Процедура, которая устраняет эти недостатки, предусматривает использование универсальной конструкции электролита, в которой хелатообразующие агенты взаимодействуют с катионами. Это улучшило обратимость батареи и ее кинетику переноса заряда.

Исследователи отметили, что процесс растворения магния в целом стабилен по сравнению с литием. Это привело их к поиску и нахождению группы хелантов метоксиэтиламина, которые, как правило, способствуют переносу заряда без побочных реакций, поскольку лиганды прикрепляются к атомам металла в нескольких местах.

При тестировании экспериментальная магниевая батарея показала стабильное обратимое циклирование, а также высокую плотность тока и высокую эффективность.

Исследователи предполагают, что эта работа указывает некоторое направление для проектирования АКБ, в составе которых находятся двухвалентные металлы.